STEP 3D-Drucker

Die vier Kernelemente von STEP

Selektiv
In jeder Schicht wird jedes Voxel präzise in einem definierten Material platziert. Es können bis zu 4 verschiedene Voxel aus verschiedenen Materialien nebeneinander in derselben Schicht platziert werden (es stehen bis zu 4 Materialschächte zur Verfügung). Im Standarddruck werden zwei Materialien platziert (Baumaterial und Supportmaterial), bei 2K Drucken wird ein weiteres Material platziert.

Thermoplastic
Das Verfahren kann fast alle Standard-Thermoplasten (die in Pulverform vorliegen [ca. 20-30µm] und die elektrostatisch aufgeladen werden können) verwenden. Zurzeit stehen Thermoplasten wie ABS (in den Farben Schwarz, Grau, Weiß, Gelb oder TPU zur Verfügung.

Electrophotographic
STEP nutzt den Kodak NexPress^™ Laserdrucker, das weltweit leistungsstärkste 2D-Drucksystem, um jede Schicht abzubilden/darzustellen. Der Einsatz der Elektrofotografie in der additiven Fertigung ist einzigartig und eines der Schlüsselelemente, die es STEP ermöglichen, Teile mit ultrahoher Auflösung herzustellen.

Prozess
Die Kombination aus eigener Hardware und Software sorgt für eine kontrollierte, wiederholbare Fertigungsmöglichkeit. Bildverarbeitungssysteme und andere Regelkreise überwachen den Druck kontinuierlich und passen ihn bei Bedarf direkt an

Bildgebung

STEP arbeitet auf Basis des bewährten 2D-Laserdrucksystems von Kodak, dem sogenannten NexPress^™. Ähnlich wie beim 2D-Druck wird jede Schicht der STL-Datei oder das "Schichtbild" auf eine statisch aufgeladene Walze abgebildet. Die Walze passiert eine Tonerstation, in der das thermoplastische Material (22 Mikrometer große Partikel) angezogen wird. Der Toner überträgt sich elektrostatisch auf die Walze, und zwar nur auf die Bereiche, die bebildert wurden. Das Bild wird anschließend auf ein Transportband weitergeleitet.

Ausrichtung

Bei Teilen, die für die Produktion bestimmt sind, ist die Perfektion der Ausrichtung aufgrund der Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit und die Materialverschmelzung der einzelnen Schichten extrem wichtig. Bei STEP trägt der optimierte Ausrichtungsprozess wesentlich zum Aussehen und zu den mechanischen Eigenschaften des fertigen Bauteils bei.

Verschmelzung

(bei Hitze, Druck und Kühlung)
Das Verschmelzen ist bei STEP einzigartig und ein Hauptgrund für die Qualität der Bauteile.
Die Bildschicht auf dem Band bewegt sich an einer Wärmequelle vorbei wo sie teilweise gesintert wird, verbleibt aber elektrostatisch weiterhin auf dem Band. Zeitgleich laufen auch die bereits fertiggestellten Schichten unter einer Heizquelle hindurch. Die neue aufgetragene Schicht und das halbfertige Bauteil verschmelzen mit Wärme und Druck unter einer Walze. Anschließend wird das Teil abgekühlt. Der Prozess wiederholt sich, bis das Teil vollständig aufgebaut ist.

In-situ Monitoring
Jede gedruckte Bauschicht wird in Echtzeit geprüft, um die Standardschichtdicke von 13 µm pro Voxel sicherzustellen. Korrekturen erfolgen bereits bei der Belichtung der nächsten Schicht. Zusätzlich werden die elektrostatischen Eigenschaften des Pulvers sowie der Anpressdruck kontinuierlich überwacht und geregelt.

Rückverfolgbarkeit
Bauteilmaße und -eigenschaften sind reproduzierbar und vollständig rückverfolgbar. Scans, Korrekturmasken und über 100 Prozessparameter werden für jeden Druckauftrag automatisch erfasst, grafisch ausgewertet und als Report gespeichert. Die Oberflächenscans sind integriert, um ein 3D-Modell dessen zu erstellen, was tatsächlich gedruckt wurde.

Nachbearbeitung
Die Bauteile sind von löslichem Stützmaterial umgeben, wodurch sich nahezu jede Geometrie realisieren lässt. Nach dem Entfernen des Stützmaterials sind die Teile direkt einsatzbereit oder können optional nachbearbeitet werden